复合材料负泊松比结构振动和阻尼性能研究

摘要

作为新一代先进的吸能、耗能结构，负泊松比结构的力学性能得到了国内外学者的广泛关注。目前，关于该结构的设计制备、静力学性能以及冲击吸能等方面已获得大量研究成果，但对该结构的振动阻尼性能的研究仍处于起步阶段。本文基于结构阻尼一体化思想，设计了复合材料双箭头和内凹蜂窝两种负泊松比结构和混杂复合材料负泊松比波纹夹芯板结构，通过数值模拟与实验表征的方法研究其固有振动特性与阻尼性能。主要包括以下内容。
　　首先设计了二维双箭头与内凹蜂窝负泊松比结构，基于模态应变能法，采用数值方法研究了几何参数对结构振动与阻尼性能的影响。结果表明，结构的几何参数的变化能够有效的改变结构的固有频率与阻尼损耗因子。
　　之后在二维结构的基础上，设计出三维双箭头与内凹蜂窝结构，研究了结构的几何参数与纤维铺层角度对固有频率与阻尼损耗因子的影响。研究发现，相对于三维内凹蜂窝结构，三维双箭头结构的固有频率对单胞角度更加敏感。
　　最后采用共固化模压成型法制备了含粘弹性阻尼层的混杂复合材料负泊松比波纹夹芯板，采用数值模拟与实验表征的方法研究其振动与阻尼性能。研究发现，相较于复合材料负泊松比波纹夹芯板，多级材料混杂复合材料在不明显改变结构刚度的同时能显著提高结构的阻尼损耗因子，降低结构共振幅值。

目录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的和意义

1.2 国内外的研究现状及分析

1.3 目前研究中存在的问题

1.4 本文的主要研究内容

第2章 模态分析理论基础

2.1 引言

2.2 实验模态分析

2.3 阻尼损耗因子

2.4 本章小结

第3章 二维复合材料负泊松比结构振动与阻尼有限元预报

3.1 引言

3.2单向碳纤维复合材料阻尼损耗因子的测定

3.3 二维双箭头负泊松比结构的振动性能有限元预报

3.4 二维内凹蜂窝结构振动与阻尼性能的有限元预报

3.5 本章小节

第4章 三维复合材料负泊松比结构的振动与阻尼性能的有限元预报

4.1 引言

4.2 三维双箭头结构的振动阻尼性能预报

4.3 三维内凹蜂窝的振动与阻尼性能研究

4.4 本章小结

第5章 多级材料混杂的复合材料负泊松比夹芯结构的振动阻尼特性研究

5.1 引言

5.2 试件的制备

5.3 复合材料负泊松比多层波纹夹芯板振动与阻尼性能测定

5.4 多级材料负泊松比波纹夹芯板的振动与阻尼性能研究

5.5 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢